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mar

07

sep

2010

avances en refrigeracion

 

Los refrigerantes naturales como el amoníaco, el

propano o el dióxido de carbono no tienen potencial de destrucción de la capa

de ozono y tienen un impacto insignificante en el efecto invernadero. El

amoníaco es utilizado en la tecnología de refrigeración hace casi 130 años, convirtiéndolo

en el único refrigerante permanentemente en el mercado desde su primera

utilización...
Por Monika

Witt, Presidente de eurammon, la

iniciativa europea para los refrigerantes naturales

 

 

 

Los refrigerantes naturales como el amoníaco, el

propano o el dióxido de carbono no tienen potencial de destrucción de la capa

de ozono y tienen un impacto insignificante en el efecto invernadero. El

amoníaco es utilizado en la tecnología de refrigeración hace casi 130 años, convirtiéndolo

en el único refrigerante permanentemente en el mercado desde su primera

utilización. Este refrigerante tradicional suele ser utilizado en plantas de

refrigeración de larga escala debido a su excelente efecto de refrigeración y a

su valor de calor de evaporación específico de 1.262 kJ/kg a 0°C, que sólo es superado por

el agua. En los últimos años, el amoníaco también ha sido utilizado para

solucionar varios retos técnicos a los que se enfrentan los sistemas de media y

pequeña capacidad. Estos incluyendo entre otros los sistemas de cascada, la

operación optimizada y la transferencia de calor, junto con cargas de

refrigerante reducidas.

 

Cantidades de

relleno más bajas con el mismo rendimiento

En el contexto de la seguridad de la planta, la

toxicidad potencial del amoníaco es un asunto importante. El desarollo se

enfoca por eso a la reducción de la carga de la planta, al mismo tiempo

limitando la presencia de amoníaco en el almacén frigorífico como consecuencia

de las fugas. Por ejemplo, los sistemas de cascada son una solución posible, usando

el dióxido de carbono (R744), alternativamente también el acetato potásico o una

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solución de formiato de potássio como refrigerante secundário en la segunda

fase. En ambos casos, la reducción en la carga del amoníaco no tiene influencia

importante en el rendimiento. Al mismo tiempo, el amoníaco está limitado al

circuito de refrigerante en la sala de la planta. Esta solución también es

adecuada para los sistemas bifásicos de cascada a amoníaco existentes, puesto

que estos normalmente pueden ser fácilmente modificados.

 

Los avances en el sector de los sistemas de

intercambio de calor compactos de tubo y de placa con superficies de

intercambio de alta eficiencia tienen la intención de reducir las cantidades de

amoníaco en el circuito a través de una mejor transferencia de calor. Por

ejemplo, los intercambiadores de calor tubulares pueden ser desviados para

tomar mejor en cuenta el distinto rendimiento de ebullición en el

intercambiador de calor para que la cantidad de amoníaco pueda ser reducida en

cerca de un 80% comparando con un intercambiador de calor de tubo desnudo

convencional, sin cualquier pérdida en el rendimiento del evaporador. Además,

distintos parámetros del intercambiador de calor como las dimensiones y el

número de pasos y tubos, y también el precio, son mucho más favorables que en

máquinas comparables, ahorrando así en el espacio y en los costes. Es ofrecido

más potencial por los tubos de intercambiador con aletas en el interior hecho a

medida para aplicaciones de amoníaco. Las formas y materiales han sido

optimizados hasta ahora para el uso de hidrocarburos fluorados y no para los

requisitos del amoníaco.

 

Combinaciones

nuevas amplían gama de aplicaciones

Las nuevas gamas y áreas de aplicaciones para uso

con el amoníaco también resultan del uso de mezclas de refrigerantes. Nuevos

líquidos operantes con un bajo potencial de calentamiento global incluyen por

ejemplo mezclas de gas líquido no azeotrópico de amoníaco con propano (R290),

octafluoropropano (R218), octafluorociclobutano (RC318) o isobutano (R600a). ).

Los tests experimentales han demostrado que comparando con el amoníaco puro,

algunas de las mezclas testadas tienen una temperatura de descarga más baja, un

racio de presión de compresión más bajo, una capacidad de refrigeración un 5-10%

mejor y una mejor solubilidad del aceite de la máquina en la refrigeración

utilizada.

 

En contraste con estos sistemas de doble fluido

testados bajo condiciones de laboratorio, el refrigerante R723 que es utilizado

en la práctica hace varios años es una mezcla azeotrópica. El R723 consiste en

un 60% de amoníaco y en un 40% de éter de dimetilo; como el amoniaco, es

utilizado como medio de funcionamiento en sistemas de refrigeración. Con un

nivel de presión casi idéntico, ofrece un conjunto de ventajas de refrigeración

sobre el amoníaco puro. La temperatura de descarga puede ser reducida en cerca

de 15 a 20°C comparando con el

amoníaco, permitiendo el uso de condensadores enfriados por aire, por ejemplo,

en vez de ventiladores de enfriamiento de culata o culatas enfriadas por agua. Además,

la temperatura más baja en el lado de la presión alta evita las cargas térmicas

para los materiales y los aceites de las máquinas de refrigeración. Al mismo

tiempo, hay mejoras decisivas en la solubilidad del aceite para los aceites

minerales que también puede ser ampliada a la gama de baja temperatura, mientras

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preserva la miscibilidad con aceites sintéticos. La buena recuperación de

aceite sin problemas es entonces posible, con lo que los sistemas

independientes de recuperación de aceite no son necesarios. La transferencia de

calor durante la evaporación también es mejorada. No hay ningún impacto

negativo en la eficiencia del proceso de refrigeración por parte de las

impurezas en la fase de gas de la mezcla de doble fluido, como la densidad del

vapor, capacidad específica de calor y entalpía de evaporación. Las

precauciones normales tomadas cuando se trabaja con el amoníaco deben ser

cumplidas.

 

Explotación

efectiva de calor residual

Debido al aumento constante de los precios de

energía, los operadores consideran cada

vez más importante la reducción de los costes de operación de sus sistemas de

refrigeración a través de la reducción de los requisitos energéticos. Los

operadores de almacenes frigoríficos o las empresas de procesamiento de comida,

por ejemplo, encontrarán un potencial considerable de ahorros en la

recuperación del calor residual para generar agua caliente de servicio. Dependiendo

de como están diseñados los sistemas, los operadores de plantas de amoníaco con

capacidades de refrigeración medias y grandes pueden disminuir en más de la

mitad sus costes anuales de calefacción.

 

Los refrigerantes naturales también son soluciones

atractivas para las aplicaciones de bombas de calor. Los nuevos avances en los

últimos años, como los compresores herméticos scroll, compresores bifásicos y

de 40 bar para amoníaco o compresores bifásicos de flujo centrífugo para

dióxido de carbono ayudan a mejorar la eficiencia energética. Además, los

nuevos avances en sistemas de evaporación directa con aceite soluble e

intercambiadores de calor de placas facilitan reducciones de hasta un 50% en la

cantidad específica de relleno de amoníaco. También fue logrado un progreso

considerable para uso en aplicaciones de viviendas privadas: los protótipos

iniciales de bombas de calor con una potencia de 6 kW funcionan de forma fiable

con una cantidad de relleno de menos de 100g de amoníaco. Hasta ahorra el uso

de mercado de larga escala fue dificultado por una falta de componentes

adecuados para el amoníaco, como los compresores herméticos o semiherméticos.

 

Conclusión

En el futuro, el amoníaco continuará manteniendo su

posición establecida en la refrigeración de larga escala, especialmente con

temperaturas de evaporación por encima de los -33°C. Pero también hay

cambios en las gamas de capacidad media y baja, con un número cada vez mayor de

empresas de refrigeración entrando en el sector. Esto es particularmente verdad

para los sistemas con cargas pequeñas, donde los resultados más recientes

confirman la alta eficiencia energética obtenida como superior a la que era

posible con el amoníaco como refrigerante en el pasado. El progreso alcanzado

indica claramente una tendencia hacia sistemas con capacidades menores usando

el amoníaco, ya sea como líquido operante por sí sólo o en la forma de mezclas.

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Evite el uso inadecuado

 

Los sistemas de refrigeración mecánica son bombas de calor, es decir, toman el calor de un lugar y lo mueven hacia otro. Su refrigerador en casa "bombea" el calor de los alimentos en su cocina. Entonces, su sistema de aire acondicionado toma el calor de su cocina y lo "bombea" hacia afuera de su casa. Si usted deja la puerta de su refrigerado abierta, sus alimentos no estarán muy fríos y su recibo de electricidad se incrementará. Si usted continuara operando su cocina de esa manera, tendría que comprar un refrigerador nuevo más pronto de lo esperado. Es el mismo principio que dejar una puerta de carga o descarga abierta sin tener un camión listo en el sitio, o dejar una puerta abierta en la planta. Ninguna de las dos situaciones son poco comunes en las mayoría de las plantas de procesamiento de carne.

Las mismas puertas de los refrigeradores pueden ser un problema. El ser golpeados por carros de transporte o carretillas eventualmente resulta en puertas deformes que no se sellan adecuadamente cuando son cerradas, causando una pérdida de aire frío e incrementando la necesidad de energía para mantener la temperatura interna. Otro problema resulta de una reparación inadecuada del material que rodea a la puerta, que no es un buen conductor de frío. Si no existe un bloque térmico, se presenta condensación y las dos superficies se congelan juntas.

Los intentos por romper ese hielo usando mazos u otro equipo pesado de nuevo lleva a un sellado inadecuado y a la pérdida de aire frío del congelador, causando que el compresor trabaje de más para mantener la temperatura. Por suerte, los nuevos establecimientos que están siendo construidos cuentan con calentadores en el piso y alrededor de las puertas para prevenir este problema.


 

Finalmente, las temperaturas en todo el sistema deben de ser anotadas y monitoreadas, los tanques deben de contar con el aislamiento adecuado y las trampas de aceite deben se ser drenadas con regularidad.

El personal de refrigeración debe de estar entrenado para reconocer un buen mantenimiento. Eso será un gran paso hacia la eliminar la tendencia de buscar una solución rápida en vez de buscar la raíz del problema. Solo cuando los operarios reconocen la diferencia e importancia de esto, podrá existir el mantenimiento preventivo.

 

 

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